Непрерывное оперативное измерение температуры жидкой стали завод

Если честно, когда слышишь про непрерывное оперативное измерение температуры, многие представляют себе просто термопару в кирпичной кладке. На деле же — это целая система, где малейший сбой в одном элементе сводит на нет все усилия. Особенно с жидкой сталью: тут и брызги, и шлаковые прослойки, и банальный измерительный канал, который может 'поплыть' от перегрева.

Почему классические методы не всегда работают

Раньше у нас стояли погружные термопары типа ПП. Да, дешево, но... Каждый замер — это остановка процесса, риск для оператора и постоянный расход материалов. Плюс — данные дискретные, а хочется видеть динамику. Особенно в момент раскисления или при доводке химсостава.

Помню, как-то в 2018 на МНЛЗ пытались ставить съёмные датчики с быстрым откликом. В теории — отлично, но на практике контактная поверхность покрывалась плёнкой оксидов, и через 3–4 плавки погрешность достигала 20–25°C. Пришлось отказаться.

Сейчас многие цеха переходят на бесконтактные методы, но и тут есть нюансы. Инфракрасные пирометры — штука капризная. Задымление, пар от охлаждающих форсунок, изменение степени черноты расплава — всё это влияет. Если не вести постоянную верификацию, можно получить красивый, но бесполезный график.

Инфракрасные системы: между теорией и цеховой реальностью

Вот тут как раз вспоминается ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их пирометры серии TY-R мы тестировали в условиях конвертерного цеха. Конструктивно — двухволновой прибор, заявленная точность ±3°C. На стенде — всё идеально, но в цеху... Первая же проблема — вибрация от механизма завала лома. Пришлось делать дополнительный демпфирующий кронштейн.

Второй момент — юстировка. Операторы часто ленятся проверять наводку после замены футеровки, а потом удивляются, почему температура 'уплыла'. Мы стали раз в смену делать контрольный замер эталонным погружным датчиком — просто для перестраховки. Да, теряем 2–3 минуты, но зато уверены в данных.

Кстати, на их сайте tengyidianzi.ru есть хорошие методички по монтажу именно в условиях запылённости. Рекомендую посмотреть — там учтены моменты, о которых производители обычно умалчивают (например, как избежать запотевания окна прибора при резком охлаждении).

Интеграция в АСУ ТП: подводные камни

Когда мы подключали систему непрерывного измерения температуры к нашему SCADA, возникла неочевидная проблема — разница в частоте опроса между пирометром (10 Гц) и общезаводской сетью (2 Гц). Данные начали 'накладываться' друг на друга, появились артефакты. Пришлось ставить буферный контроллер с нормализацией потока.

Ещё момент — калибровка. Многие думают, что раз инфракрасный метод, то можно забыть про эталоны. Ан нет — мы раз в месяц проводим верификацию по эталонному источнику черного тела. И да, приходится учитывать температурный дрейф самого пирометра — особенно зимой, когда в цеху сквозняки.

Из интересного: ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как раз предлагает системы с автоматической коррекцией дрейфа — в их моделях TY-IR есть встроенный эталонный излучатель, который срабатывает каждые 4 часа. Мелочь, а экономит нервы.

Кейсы из практики: что пошло не так и почему

Был у нас случай в 2021 — поставили пирометр над желобом выпуска стали. Всё настроили, работало неделю идеально. А потом — резкий скачок температур. Оказалось, что при смене марки стали изменилась эмиссионная способность, а система не была переведена в режим адаптации. Пришлось вручную корректировать коэффициент черноты.

Другая история — с охлаждением прибора. В спецификациях пишут 'рабочая температура до 60°C', но в полуметре от ковша с 1600-градусной сталью... Пришлось мастерить принудительное обдувание с фильтрацией — обычный вентилятор не справлялся, пыль забивала радиатор за две смены.

Кстати, на tengyidianzi.ru в разделе 'Решения для металлургии' есть как раз кейс по установке в условиях высоких тепловых нагрузок — там подробно расписано про принудительное охлаждение с точными параметрами расхода воздуха. Мы брали его за основу при модернизации нашей системы.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас много говорят про совмещение ИК-пирометрии с лазерным сканированием поверхности. Звучит заманчиво — одновременно температура и геометрия ванны. Но на практике пока получается дорого и сложно в обслуживании — те же линзы загрязняются ещё быстрее.

Из реально работающих новшеств — системы с автоматической очисткой оптики. У ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в старших моделях есть пневмоочистка импульсным воздухом. Мы тестировали — работает, но требует дополнительного ресивера и частого обслуживания фильтров.

Главный вывод за последние годы: непрерывное оперативное измерение температуры — это не про 'установил и забыл'. Это живая система, которая требует постоянного внимания — от чистоты оптики до актуальности настроек под конкретную марку стали. Но когда всё настроено — даёт невероятное преимущество в управлении процессом.

Что ещё стоит учесть при внедрении

Часто забывают про обучение операторов. Можно поставить самую современную систему, но если персонал не понимает физических принципов работы — будут или слепо доверять показаниям, или наоборот — игнорировать их. Мы ввели обязательные занятия с технологами — объясняем, что такое коэффициент черноты, как влияет окисленная плёнка, почему важна стабильность футеровки.

Ещё момент — резервирование. У нас стоит два пирометра на критичных участках — основной и контрольный. Да, дороже, но когда один уходит на профилактику — второй продолжает работать. Особенно важно при непрерывной разливке — там остановка стоит огромных денег.

И последнее — не экономьте на кабельных трассах. Сигнал от пирометра — милливольты, любые наводки от силового оборудования исказят данные. Мы используем экранированные кабели в отдельном лотке, с заземлением по всей длине. Мелочь? Возможно. Но именно такие мелочи определяют надёжность системы в целом.